物理化学第二章作业及答案Word文档下载推荐.doc

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b2→0,纯溶剂的体积，即1kg溶剂的体积

B;

V2=B+2cb2,b2→0,无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积

A/n1：

V1=（1/n1）[A-c（b2）2]，∵b2→0，V=A+Bb2+C（b2）2,纯溶剂的体积为A,∴A/n1为溶剂的摩尔体积。

（3）溶液浓度增大时V1和V2将如何变化?

由V1，V2的表达式可知，b2增大，V2也增加，V1降低。

2哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?

哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量?

答：

偏摩尔量定义为

所以

化学势定义为：

===

可见，偏摩尔Gibbs自由能既是偏摩尔量又是化学势。

==是化学势，但不是偏摩尔量。

325℃时物质的量分数为0.4的甲醇水溶液，如果往大量此溶液中加1molH2O，溶液体积增加17.35cm3，如果往大量此溶液中加1molCH3OH溶液体积增加39.01cm3。

试计算

（1）将0.4molCH3OH和0.6molH2O混合时，混合溶液的体积。

（2）此混合过程中体积的变化。

已知25℃时甲醇密度为0.7911gcm-3，水的密度为0.9971gcm-3。

χB=0.4VH2O=17.35cm3,V甲醇=39.01cm3

（1）V=n1V1+n2V2=0.4×

39.01+0.6×

17.35=26,01cm3

（2）混合前：

V=（0.4×

32/ρ甲醇）+（0.6×

18/ρ水）=（0.4×

32/0.7911）+（0.6×

18/0.9971）=27.01cm3

ΔV=26.01-27.01=-1.0cm3

[

（1）26.01cm3

（2）-1.0cm3]

420℃时，在1dm３NaBr水溶液中含NaBr（B）321.99g，体积质量为1.238gcm－３。

计算该溶液的：

（1）溶质B的浓度cB；

（2）溶质B的摩尔分数xB；

（3）溶质B的质量摩尔浓度bB。

V=1dm3,mNaBr=321.99g,ρ=1.238g/cm3,MNaBr=103

（1）CB=nB/V溶液=321.99/103/1=3.126mol/dm3

（2）χB=nB/（nA+nB）==

3.126/（3.126+50.889）=0.0578

（3）bB=nB/MA=（321.99/103）/[（1238-321.99）/1000]=3.126/0.916=3.4126molkg-1

[

（1）3.126moldm-3

（2）0.0580（3）3.414molkg-1]

518℃时，溶于1kg水中的硫酸镁溶液的体积与硫酸镁的质量摩尔浓度的关系在b＜0.1molkg-1时可表示为V／cm3=1001.21+34.69（b2-0.07）2计算b=0.05molkg-1时，硫酸镁的偏摩尔量和水的偏摩尔量。

[-1.388cm3mol-1,18.023cm3mol-1]

将原式展开，得到V=1001.21+34.69b2-4.8566b+0.16998,

对b微分，=2×

34.69b-4.8566,

Bb=0.05,代入得到VB,MgSO4=-1.388cm3mol-1

将b=0.05molkg-1，代入求得V的方程得到总体积为1001.22

在利用集合公式

V=n水V水+nMgSO4VmgS04.其中，n水等于1000/18=55.556mol；

nMgSO4=0.05mol，得到，VB，H2O=18.023cm3mol-1

6比较dG=-SdT+Vdp及dG=-SdT+Vdp+的应用对象和条件。

dG=-SdT+Vdp：

单组分封闭系统，无其他功

dG=-SdT+Vdp+多组分封闭系统，无其他功。

2007-4-24

2.3单组分多相系统的热力学

练习（81页）2007-5-7

1从=应用于纯物质气液平衡系统，可直接导出=，你对Maxwell关系的适用条件及上述推导的思路是如何理解的?

Maxwell关系式适用条件：

封闭系统，W’=0,单组分均相系统（无论可逆与否）。

多组分多相系统的不可逆过程中，组成会发生改变，所以Maxwell关系式不适用。

=适用于单组分系统的两相平衡过程（可逆过程）

2请就以下三方面比较Clapeyron方程与Clausius-Clapeyron方程：

答

（1）应用对象；

Clapeyron方程适用所有的单组分两相平衡过程；

Clausius-Clapeyron方程：

只能用于固气；

液气两相平衡过程

（2）限制条件；

Clapeyron方程适用单组分两相平衡过程；

只能用于单组分固气；

液气两相平衡过程，其中必须有一相为气相

（3）精确度：

Clausius-Clapeyron方程中Vg-Vl≈Vg;

Vg-Vs≈Vg,不如Clapeyron方程精确。

3已知液体A和液体B的标准沸点分别为70℃和90℃。

假定两液体均满足Trouton规则，试定性地阐明：

在25℃时，液体A的蒸气压高于还是低于液体B的蒸气压?

依据特鲁顿规则：

A的汽化热ΔlgHm=（273.15+70）×

88=30.197kJmol-1;

B的汽化热ΔlgHm=（273.15+90）×

88=31.957kJmol-1

ln（P2/P1）=[ΔlgHm（T2-T1）]/（RT2T1）,则有ln（PA,25℃/PΘ）=[30197（298.15-343.15）]/（8.314×

298.15×

343.15）,P25℃=0.2PΘ,同理：

B而言：

PB,25℃=0.1PΘ,可见PA,25℃>

PB,25℃

4已知水和冰的体积质量分别为0.9998gcm-3和0.9168gcm-3；

冰在0℃时的质量熔化焓为333.5Jg-1。

试计算在-0.35℃的气温下，要使冰熔化所需施加的最小压力为多少?

,积分后得到：

0℃（T1=273.15K）,P1=PΘ,T2=273.15-0.35=272.8K,

P2-PΘ=47.22×

105Pa,P2=48.24×

105Pa

[48.21×

105Pa]

5已知HNO3（l）在0℃及100℃的蒸气压分别为1.92kPa及171kPa。

试计算：

（1）HNO3（l）在此温度范围内的摩尔气化焓；



（2）HNO3（l）的正常沸点。

P1=1.92kPa,T1=273.15K;

P2=171kPa,T2=373.15K,直接代入公式得到：

ΔlgHm=38.04kJmol-1

（2）正常沸点：

一个大气压下：

T2=357.9K

[

（1）38.01kJmol-1

（2）358K]

5在20℃时，100kPa的空气自一种油中通过。

已知该种油的摩尔质量为120gmol-1，标准沸点为200℃。

估计每通过1m3空气最多能带出多少油（可利用Trouton规则）?

1m3空气带出油的温度为20℃，其压强正好是油在20℃的饱和蒸汽压。

油：

P2=PΘ,T2=473.15K

求P油，T1=20+273.15=293.15K.

根据特鲁顿规则有（注意是正常沸点）：

ΔlgH=88×

473.15（=41.64kJmol-1.

代入下式

P油=152.4Pa.相当于空气中油的分压。

根据

P油V=n油RT,n油=0.0625mol,0.0625×

120=7.5g.若PΘ取100kPa,得到7.4g

[7.44g]

7水的冰点与其三相点有何区别?

答：

（1）温度不同。

冰点是273.15K,而三相点是273.16K

（2）相平衡不同，三相点是冰、水、蒸气三相平衡；

而冰点是固相（纯水）、液相（饱和空气的水溶液）、气相（潮湿空气）三相平衡

（3）自由度数不同；

三相点是组分系统f=c-p+2=1-3+2=0,（,组分数C=1，即只有水，相数为3）是无变量点，三相点的温度和压力由体系自定，我们不能任意改变。

而冰点可以认为是双组分系统，f=c-p+2=2-3+2=1,（组分数C=2，即为水和空气，相数为3），是单变量系统。

练习题答案2007-5-9

2-11.25℃时，将NaCl溶于1kg水中，形成溶液的体积V与NaCl物质的量n之间关系以下式表示：

V（cm3）=1001.38+16.625n+1.7738n3/2+0.1194n2，试计算1molkg-1NaCl溶液中H2O及NaCl的偏摩尔体积。

[VNaCl=19.525cm3mol-1,=18.006cm3mol-1]

V（cm3）=1001.38+16.625n+1.7738n3/2+0.1194n2，所以：

VNaCl=16.625+1.5×

1.7738n1/2+0.1194×

2n。

1molkg-1NaCl溶液中n=1,则VNaCl=19.525cm3/mol,n=1时，总体积V=1019.89cm3,V=nNaClVNaCl+nH2OVH2O,带入以上数值，得到，=18.006cm3mol-1

2-2在15℃，下某酒窖中存有104dm3的酒，w（乙醇）=96%。

今欲加水调制为w（乙醇）=56%的酒。

（1）应加水多少dm3?

（2）能得到多少dm3w（乙醇）=56%的酒?

已知：

15℃,时水的密度为0.9991kgdm-3；

水与乙醇的偏摩尔体积为：

w（乙醇）×

100

／cm3mol-1

V（C2H5OH）／cm3mol-1

96

14.61

58.01

56

17.11

56.58

根据集合公式：

（1